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我國成功構建深海原位光譜實驗室光譜技術助力深海探測

文章來源：化工儀器網更新時間：2022-12-08 14:15:46

近年來，隨著人類對海洋探索的逐漸深入，深海熱液、冷泉等極端環境已經成為當前海洋研究的重點研究對象之一。深海熱液、冷泉的極端環境中存在特殊的生態系統，熱液冷泉系統也有著特殊的地球化學性質。探測和研究熱液、冷泉，對于深入了解地球演化過程，探索生命起源，以及深度開發海底礦產資源等有著重要意義。

我國近海冷泉區主要有7個，南海海域分布6個，東海沖繩海槽1個，其中南海西沙海域的“海馬冷泉”是非常典型冷泉系統。因此南海也是我國研究冷泉的主要區域。據中國科學院海洋研究所消息，該所科研團隊成功研制了國際上首套深海多通道拉曼光譜探測系統(Multi-channel Raman insertion probes system, Multi-RiPs)，并在我國南海冷泉區域成功構建了深海原位光譜實驗室。

據介紹，深海原位光譜實驗室是建立在海底的無人實驗室，以深海多通道拉曼光譜探測系統為基礎，可在深海冷泉、熱液等區域進行常態化運行，開展長期、連續、多點位的海底觀測、數據采集和可控實驗。

該實驗室從兩個方面在深海極端環境探測技術上實現了突破。一是研制出首套深海多通道拉曼光譜探測系統，研發了光路切換技術，實現了主要光學器件(如激光器、光譜儀、光電傳感器等)的分時復用，同時，結合系列化拉曼光譜探針，實現了深海熱液、冷泉系統中流體、固體、氣體等不同相態目標物的長期原位監測。

激光拉曼光譜技術是目前深海環境原位探測的主要手段。我國“十一五”期間依托“863”計劃啟動了深海原位激光拉曼光譜探測系統的開發工作，多年來取得了不少成果。如中國海洋大學團隊研發了國內首套深海自容式激光拉曼光譜(DOCARS)探測系統；中國科學院大連化學物理研究所團隊研發了國際上首臺以紫外激光作為激發光源的深海拉曼光譜儀；中國科學院海洋研究所研制了“海洋之眼”深海著陸器和深海長期多通道拉曼光譜原位探測系統，實現了對冷泉環境的長期定點原位拉曼探測等。中科院海洋所的深海多通道拉曼光譜探測系統是我國深海環境原位探測技術的新發展。

二是在我國南海海域成功構建了首套深海原位光譜實驗室。開展海底長期實驗是深海科學發展的一大趨勢。建設深海移動工作站、深海空間站、深海實驗室等新一代海洋實驗平臺，加強基于深海實驗平臺開展長期原位探測和深海原位實驗技術體系建設也是推動我國深海極端環境前沿科學研究的重要支持。深海原位光譜實驗室的成功建設，將為深海研究突破提供重要的動力。

據了解，中國科學院深海科學與工程研究所于今年5月也完成了搭載深海微電子機械系統(MEMS)氣相色譜儀、深海光譜儀、深海質譜儀等多套高性能傳感探測設備的深海原位實驗室的海試任務。我國深海實驗室的建設已步入正軌。

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